面對30頁左右的運放數據手冊datasheet,你需要知道如何看懂


 1、輸入失調電壓(Input Offset Voltage) VOS 
   若將運放的兩個輸入端接地,理想運放輸出為零,但實際運放輸出不為零。此時,用輸出電壓除以增益得到的等效輸入電壓稱為輸入失調電壓。    其值為數mV,該值越小越好,較大時增益受到限制。 

2、輸入失調電壓的溫漂(Input Offset Voltage Drift),又叫溫度系數 TC VOS    一般為數uV/.C 

3、輸入偏置電流(Input Bias Current) IBIAS 
   運放兩輸入端流進或流出直流電流的平均值。 
   對於雙極型運放,該值離散性較大,但卻幾乎不受溫度影響;而對於MOS型運放,該值是柵極漏電流,值很小,但受溫度影響較大。

4、輸入失調電流(Input Offset Current) IOS    是運放兩輸入端輸入偏置電流之差的絕對值。 

5、輸入電阻 Rin 
   運放兩輸入端間的差動輸入電阻。 
   該值由微小交流信號定義,實際影響很小,可忽略不計。 
   而運放輸入端的共模輸入電阻是Rin的10-1000倍,也可忽略不計。 

6、電壓增益 AV 
   也稱差動電壓增益。理想運放的AV為無限大,實際運放一般也約數百dB。 

7、最大輸出電壓 VOM 
   飽和前的輸出電壓稱為最大輸出電壓,理想運放可達到滿幅度(rail to rail)輸出。 

8、共模輸入電壓范圍CMVR(Input Common-Mode Voltage Range) VICM    表示運放兩輸入端與地間能加的共模電壓的范圍。 
   VICM等於正、負電源電壓時為理想特性,滿幅度輸出運放接近這種特性。 

9、共模信號抑制比(Common Mode Rejection Ratio) CMRR 
   在運放兩輸入端與地間加相同信號時,輸入、輸出間的增益稱為共模電壓增益AVC,則CMRR定義為:    CMRR = AV/AVC 

10、電源電壓抑制比(Supply Voltage Rejection Ratio) SVRR 
   正、負電源電壓變化時,該變化量出現在運放的輸出中,並將其換算為運放輸入的值。 
   若電源變化ΔVs時等效輸入換算電壓為ΔVin,則SVRR定義為:    SVRR = ΔVs/ΔVin 11、消耗電流 ICC 
   該電流是指運放電源端流通的電流,它隨外加電路及電源電壓而有所變化。 12、轉換速率(Slew Rate) SR 
   表示運放能跟蹤輸入信號變化快慢的程度,單位是V/us。 13、增益帶寬乘積(Gain Bandwidth Product) GB    表示運放電壓增益-頻率特性的參數,單位是MHz。

運算放大器的專業術語 
1 bandwidth 帶寬: 電壓增益變成低頻時1/(2 )的頻率值 2 共模抑制比:common mode rejection ratio 
3諧波失真:harmonic distortion 諧波電壓的均方根值的和/基波電壓均方根值 
4輸入偏置電流:input bias current 兩輸入端電流的平均值 
5輸入電壓范圍:input voltage range共模電壓輸入范圍 運放正常工作時輸入端上的電壓; 
6輸入阻抗:input impendence Rs Rl指定時輸入電壓與輸入電流的比值 7輸入失調電流input offset current 運放輸出0時,流入兩輸入端電流的差值; 
8輸入失調電壓 input offset voltage 為了讓輸出為0,通過兩個等值電阻加到兩輸入端的電壓值 
9輸入電阻:input resistance:任意輸入端接地,輸入電壓的變化值/輸入電流的變化值 
10大信號電壓增益:large-signal voltage gain 輸出電壓擺幅/輸入電壓 11輸出阻抗:output impendence Rs Rl指定時輸出電壓與輸出電流的比值 12輸出電阻:output resistance 輸出電壓為0,從輸出端看進去的小信號電阻 13輸出電壓擺幅:output voltage swing 運放輸出端能正常輸入的電壓峰值; 14失調電壓溫漂 offset voltage temperature drift  
15供電電源抑制比:power supply rejection 輸入失調電流的變化值/電源的變化值 
16建立時間 settling time 從開始輸入到輸出達到穩定的時間; 
17 擺率:slew rate輸入端加上一個大幅值的階躍信號的時候輸出端電壓的變化率 
18電源電流 supply current  
19瞬態響應 transient response 小信號階躍響應 
20 單位增益帶寬 unity gain bandwirth 開環增益為1時的頻率值 21 電壓增益 voltage gain 指rs rl固定時輸出電壓/輸入電壓  

集成運放的參數較多,其中主要參數分為直流指標和交流指標,外加所有芯片都有極限參數。本文以NE5532為例,分別對各指標作簡單解釋。下面內容除了圖片從NE5532數據手冊上截取,其它內容都整理自網絡。

極限參數

主要用於確定運放電源供電的設計(提供多少V電壓、最大電流不能超過多少),NE5532的極限參數如下:

直流指標

運放主要直流指標有輸入失調電壓、輸入失調電壓的溫度漂移(簡稱輸入失調電壓溫漂)、輸入偏置電流、輸入失調電流、輸入偏置電流的溫度漂移(簡稱輸入失調電流溫漂)、差模開環直流電壓增益、共模抑制比、電源電壓抑制比、輸出峰-峰值電壓、最大共模輸入電壓、最大差模輸入電壓。NE5532的直流指標如下:

輸入失調電壓Vos:

· 

輸入失調電壓定義為集成運放輸出端電壓為零時,兩個輸入端之間所加的補償電壓。輸入失調電壓實際上反映了運放內部的電路對稱性,對稱性越好,輸入失調電壓越小。輸入失調電壓是運放的一個十分重要的指標,特別是精密運放或是用於直流放大時。輸入失調電壓與制造工藝有一定關系,其中雙極型工藝(即上述的標准硅工藝)的輸入失調電壓在±1~10mV之間;采用場效應管做輸入級的,輸入失調電壓會更大一些。對於精密運放,輸入失調電壓一般在1mV以下。輸入失調電壓越小,直流放大時中間零點偏移越小,越容易處理。所以對於精密運放是一個極為重要的指標。

· 

輸入失調電壓的溫度漂移(簡稱輸入失調電壓溫漂)ΔVos/ΔT:

· 

輸入失調電壓的溫度漂移定義為在給定的溫度范圍內,輸入失調電壓的變化與溫度變化的比值。這個參數實際是輸入失調電壓的補充,便於計算在給定的工作范圍內,放大電路由於溫度變化造成的漂移大小。一般運放的輸入失調電壓溫漂在±10~20μV/℃之間,精密運放的輸入失調電壓溫漂小於±1μV/℃。

· 

輸入偏置電流Ios:

· 

輸入偏置電流定義為當運放的輸出直流電壓為零時,其兩輸入端的偏置電流平均值。輸入偏置電流對進行高阻信號放大、積分電路等對輸入阻抗有要求的地方有較大的影響。輸入偏置電流與制造工藝有一定關系,其中雙極型工藝(即上述的標准硅工藝)的輸入偏置電流在±10nA~1μA之間;采用場效應管做輸入級的,輸入偏置電流一般低於1nA。

· 

輸入失調電流的溫度漂移(簡稱輸入失調電流溫漂)ΔIos/ΔT:

· 

最大共模輸入電壓Vcm:

· 

最大共模輸入電壓定義為,當運放工作於線性區時,在運放的共模抑制比特性顯著變壞時的共模輸入電壓。一般定義為當共模抑制比下降6dB 是所對應的共模輸入電壓作為最大共模輸入電壓。最大共模輸入電壓限制了輸入信號中的最大共模輸入電壓范圍,在有干擾的情況下,需要在電路設計中注意這個問題。

· 

共模抑制比CMRR:

· 

共模抑制比定義為當運放工作於線性區時,運放差模增益與共模增益的比值。共模抑制比是一個極為重要的指標,它能夠抑制差模輸入中的共模干擾信號。由於共模抑制比很大,大多數運放的共模抑制比一般在數萬倍或更多,用數值直接表示不方便比較,所以一般采用分貝方式記錄和比較。一般運放的共模抑制比在80~120dB之間。

· 

電源電壓抑制比PSRR:

· 

電源電壓抑制比定義為當運放工作於線性區時,運放輸入失調電壓隨電源電壓的變化比值。電源電壓抑制比反映了電源變化對運放輸出的影響。對於電源電壓抑制比低的運放,運放的電源需要作認真細致的處理, 否則電源的紋波會引入到輸出端。當然,共模抑制比高的運放,能夠補償一部分電源電壓抑制比,另外在使用雙電源供電時,正負電源的電源電壓抑制比可能不相同。

· 

輸出峰-峰值電壓Vout:

· 

輸出峰-峰值電壓定義為,當運放工作於線性區時,在指定的負載下,運放在當前大電源電壓供電時,運放能夠輸出的最大電壓幅度。除低壓運放外,一般運放的輸出輸出峰-峰值電壓大於±10V。一般運放的輸出峰-峰值電壓不能達到電源電壓,這是由於輸出級設計造成的,現代部分低壓運放的輸出級做了特殊處理,使得在10k?負載時,輸出峰-峰值電壓接近到電源電壓的50mV以內,所以稱為滿幅輸出運放,又稱為軌到軌(raid-to-raid)運放。需要注意的是,運放的輸出峰-峰值電壓與負載有關,負載不同,輸出峰-峰值電壓也不同;運放的正負輸出電壓擺幅不一定相同。對於實際應用,輸出峰- 峰值電壓越接近電源電壓越好,這樣可以簡化電源設計。但是現在的滿幅輸出運放只能工作在低壓,而且成本較高。

· 

輸入阻抗Rin:

· 

輸入阻抗反映輸入對運放性能的影響,選擇運放時輸入阻抗越大越好。

· 

交流指標

運放主要交流指標有開環帶寬、單位增益帶寬、轉換速率SR、全功率帶寬、建立時間、等效輸入噪聲電壓、差模輸入阻抗、共模輸入阻抗、輸出阻抗。

 

交流指標中有許多很重要的參數,尤其單位增益帶寬和壓擺率,分別在小信號和大信號運放選型中尤其有用。

 

 

輸出阻抗Rout:

· 

輸入阻抗反映運放輸出端帶負載能力,越小越好。

· 

開環增益Av:

· 

開環條件下運放能達到的最大增益

· 

開環帶寬:

· 

開環帶寬定義為,將一個恆幅正弦小信號輸入到運放的輸入端,從運放的輸出端測得開環電壓增益從運放的直流增益下降3db(或是相當於運放的直流增益的0.707)所對應的信號頻率。這用於很小信號處理。NE5532數據手冊中貌似沒有這項參數。

· 

單位增益帶寬GB(NE5532中使用增益帶寬積GBW衡量)

· 

單位增益帶寬定義為,運放的閉環增益為1倍條件下,將一個恆幅正弦小信號輸入到運放的輸入端,從運放的輸出端測得閉環電壓增益下降 3db(或是相當於運放輸入信號的0.707)所對應的信號頻率。

· 

單位增益帶寬是一個很重要的指標,對於正弦小信號放大時,單位增益帶寬等於輸入信號頻率與該頻率下的最大增益的乘積,換句話說,就是當知道要處理的信號頻率和信號需要的增以后,可以計算出單位增益帶寬,用以選擇合適的運放。這項參數用於小信號處理中運放選型。

· 

壓擺率(轉換速率)SR:

· 

運放接成閉環條件下,將一個大信號(含階躍信號)輸入到運放的輸入端,從運放的輸出端測得運放的輸出上升速率。由於在轉換期間,運放的輸入級處於開關狀態,所以運放的反饋回路不起作用,也就是轉換速率與閉環增益無關。

· 

轉換速率對於大信號處理是一個很重要的指標,對於一般運放轉換速率SR<=10V/μs,高速運放的轉換速率SR>10V/μs。目前的高速運放最高轉換速率SR達到 6000V/μs。這用於大信號處理中運放選型。

· 

全功率帶寬:

· 

在額定的負載時,運放的閉環增益為1倍條件下,將一個恆幅正弦大信號輸入到運放的輸入端,使運放輸出幅度達到最大(允許一定失真)的信號頻率。這個頻率受到運放轉換速率的限制。近似地,全功率帶寬=轉換速率/2πVop(Vop是運放的峰值輸出幅度)。全功率帶寬是一個很重要的指標,用於大信號處理中運放選型。

 


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM